工程测量系统分析讲义.pptx

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1、测量系统分析测量系统分析机密培训资料二OO三年十二月Note: E-F Game注释：注释：E-F游戏游戏Show the E-F Game slide. 放映“E-F游戏”幻灯片Give the class 45 seconds to count the number of F in this slide.给班级45秒钟时间数出幻灯片上的F数。 Take a class survey to see how many F each person counted.调查全班每个人数出了多少个F。1F F E E E F E F F E E E E E F E F E E F E E F E F E

2、E E F E E E F E E E E F E F E E F E F E E E F F E EE E E E F E E E E F E F E E E F E E E E E F E E F EE E E E E E E E E E E F E E E E E F F E E E E E E EE E E E E E F E E F E F E E E E E E E E E E F E E EE E E E E E E F E F F E E E E F E E E E E E E E E FE E E E E F E E F E E E F E F F F F E E E E E

3、 E E FE E F E E F E E E E F E E E E E F E E E E E E E E EF F F E F E E E E E E E E E F E E F E E E F E E E EF E E E E E E E E E E E F E E E E F E E E E F E F E2Note: E-F Game注释：注释：E-F游戏游戏Explain that they were inspectors in a plant that produces Es, and that Fs are defective Es.说明他们是生产E的工厂检查员，而且F是有缺

4、陷的E。if you didnt finish, you are too slow and are fired如果你没有数完，说明你的速度太慢，这会被解雇。if you counted more F than there are, you have thrown out good product 如果你数出的F比幻灯片上的F多，说明你扔掉了好的产品if you counted fewer F than there are, you have let defective product get to the customer 如果你数出的F比幻灯上的F少，说明你把有缺陷的产品提供给了客户3Not

5、e: E-F Game注释：注释：E-F游戏游戏4if you got the right number, do you think you could keep this up for 8 hours?如果你数出的数目正确，你认为你能让它保持如果你数出的数目正确，你认为你能让它保持8 8个小时个小时 吗？吗？4what do you think of inspection as a means of control?你认为检查可以作为一种控制方法吗？你认为检查可以作为一种控制方法吗？4练习：如何测量一只足球练习：如何测量一只足球?测量系统分析测量系统分析5小组极差为什么有差异为什么有差异?难

6、度我们测量的不是同样的物体吗难度我们测量的不是同样的物体吗?6足球练习的观察偏差为什么有测量差异为什么有测量差异?如何改进我们的测量如何改进我们的测量?7收集数据的能力的关键!测量系统：不仅指量具。测量系统包括 人（及其培训） 过程 （测量程序） 设备（量具或测量工具） 系统的控制点 及所有这些因素的相互作用 测量总偏差测量总偏差 :2 = 2 + 2总的观察偏差过程偏差 测量系统偏差 测量是一个能影响所观察的偏测量是一个能影响所观察的偏 差和中心值的过程差和中心值的过程8变化和偏差的可能根源变化和偏差的可能根源为处理实际过程偏差，必须首先确定因测量系统导致的偏差，为处理实际过程偏差，必须首先

7、确定因测量系统导致的偏差，并将其与过程导致的偏差区分开来并将其与过程导致的偏差区分开来处理处理输入输入输出输出输入输入测量过程测量过程输出输出 观察观察 测量测量 数据数据部件部件( (举例举例) )可重复性检测稳定性线性长期过程偏差短期过程偏差样本内部偏差因测量工具导致的偏差因操作工引起的偏差实际过程偏差测量过程偏差观察到的过程偏差9测量对象正确吗?测量系统的分辨率足够反应出偏差吗?测量误差有多大？测量误差来源有那些？测量系统能保持长期稳定吗？操作者之间的测量系统一致吗？我们能如何改进测量系统？必须回答下列问题必须回答下列问题10评估测量过程评估测量过程 分辨率分辨率?“精确性精确性” (R

8、&R) 校准校准?稳定性稳定性?线性线性?偏偏 移移?OKOKOKOKOK11 “最高原则最高原则:”测量系统应该至少能测出上下规范限间距的1/10或上下规范之间至少有10个刻度 例如下规范是5lb.上规范是10lb.，极差是5lb，测量设备应至少有0.5lb.的刻度测得最小变化范围的能力测量系统分辨率测量系统分辨率: 分析天平.0001 g船 运秤1 lb.卡车过磅秤100 lb.测量系统分析例子:给一家客户船运的包裹,平均重量为50 LB/包,按照每增加10LB收费,你会采用哪种计量器?测量系统分辨率测量系统分辨率: 1324小时内发生了百分之几的小时内发生了百分之几的SPA申请申请?客户

9、各称客户各称_接受到的接受到的SPA申请申请_SPA签署的日期签署的日期 _采用这种表格采用这种表格:这样收集的数据可以回答以上的问题吗这样收集的数据可以回答以上的问题吗?测量系统分辨率测量系统分辨率:14测量系统分辨率测量系统分辨率:客户客户:大兄弟供应公司大兄弟供应公司投诉投诉 数目数目 总数总数迟到迟到IIII4破损破损 IIIII I6其它其它IIIII IIIII IIIII1525客户投诉最多是那一方面客户投诉最多是那一方面?15分辨率分辨率?“精确性精确性” (R&R)校准校准稳定性稳定性?线性线性偏移偏移?OKOKOKOK现在我们的量具有足够的分辨率,下一步要考虑会么?16准确

10、性准确性(居中性居中性)精确性精确性(离散性离散性)No准确?精确?YesYesNoxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxNo准确?精确?YesYesNoNo准确?精确?YesYesNoNo准确?精确?YesYesNo偏偏 移移测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别测量的准确性是测量所得的平均值与真实值的差别真实值真实值参考标准参考标准平均值平均值真实值真实值偏 移观察的平均观察的平均值值-系统误差或偏移18测得的温度测得的温度实得温度实得温度 线性线性非线性非线性非线性非线性201030 4010203040例例2:例例1:线性线性在测量设备范围内，

11、测量值大小不一样。在测量设备范围内，测量值大小不一样。绿带课程总效果绿带课程总效果10-最好最好! 9 -好极好极! 8 -特别好特别好! 7 -极好极好! 6 -很好很好! 5 -较好较好 4 -好好 3 -一般一般 2 -较差较差 1 -很差很差19稳定性稳定性测量系统的分布( and 2) 长期应该保持稳定 没有漂移，突然偏移，循环等.利用控 制图进行 评估采用长期的测量设备计划以维持稳定性采用长期的测量设备计划以维持稳定性.分辨率分辨率?“精确性精确性” (R&R)校准校准?稳定性稳定性?线性线性?偏偏 移移?OKOKOKOK20所有的测量系统需要校准所有的测量系统需要校准:校准时可参

12、考量具制造者的建议。定期对操作员培训考核。相关软件线性线性?OK分辨率分辨率?“精确性精确性” (R&R)校准校准?稳定性稳定性?偏移偏移?OKOKOKOK对比一个已知的真实值检查测量系统对比一个已知的真实值检查测量系统或或相对于一个已知的标准调整量具校准测量系相对于一个已知的标准调整量具校准测量系统统校准校准21是否有详细的检验/测量程序？是否有详细的过程流程图？测量者接受过培训或考核？是否按正确的方式对仪器 进行校准？测量误差有多大？量具的分辨率足够吗？测量误差的来源是什么？测量系统是否长期稳定？关于测量系统的分析的问题关于测量系统的分析的问题22“精确性精确性” (R&R)?分辨率？分辨

13、率？校准校准?稳定性稳定性?线性线性?偏移偏移?OKOKOKOKOKGage R & R评估测量过程评估测量过程如何确定偏差来源的数量（源于过程和量具的）如何确定偏差来源的数量（源于过程和量具的）24(重复性和再现性重复性和再现性) 精确性描述了测量系统的偏精确性描述了测量系统的偏 差差重复性重复性- 偏差由量具本身造成偏差由量具本身造成再现性再现性- 偏差由测量者的技巧造成偏差由测量者的技巧造成RRpeatabilityproducibilityMeas System&ReRe(.)222两两 个组成部分个组成部分测量系统重复性再现性精确性精确性25测量系统的固有变动性测量系统的固有变动性在

14、相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力在相同条件下，重复检查同一物体，产生相同结果的量具的能力或.在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏在相同条件下，对同一物体进行重复测量所得的偏 差差 同一测量者 同样的没备 同样的工件 同样的环境的条件重复性（精确度的一个组成部分）重复性（精确度的一个组成部分）重复性26在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。在不同的条件下测量同一物体得到相同结果的能力。不同条件下测量结果的偏差不同条件下测量结果的偏差. 不同的测量人员 不同的设备 不同的测量工件 不同的环境条件Re*producibilityOperatorOperator

15、PartInteracton222再现性也有两再现性也有两 个组成部分个组成部分再现性再现性27测量者与工件的关系测量者与工件的关系 对某一工件，不同的测量者可能有相似的测量值（工件2） 对另一工件（工件3）不同的测量者的测量值有显著的差别。part 1part 2part 3Overall Length 对所有工件，不同的测量者都会产生 差异 测量者的差异根据测量工件的不同而不同13211332228重复性和再现性与容 差的百分比1精度与容差的比率精度与容差的比率“重复性和再现性与总过程 偏差的百分比”2重复性和再现性的贡献重复性和再现性的贡献百分比百分比区分类别数区分类别数”3分辨指数分辨

16、指数量具相对于规范的测量能力量具相对于规范的测量能力量具相对于过程偏差的测量能力量具相对于过程偏差的测量能力OR测量系统的能力测量系统的能力- 3个重要指数个重要指数29如何执行测量系统的分析如何执行测量系统的分析?步骤步骤 I验证验证“量具量具”的校准的校准步骤步骤II选择工件和测量者执行测量选择工件和测量者执行测量.步骤步骤III用用Minitab软件评估数据软件评估数据步骤步骤 IV分析，解释结果分析，解释结果步骤步骤 V检查是否有不合格的测量单位检查是否有不合格的测量单位步骤步骤 VI你的长期量具计划将是什么？你的长期量具计划将是什么？计划对测量系统的下次评估计划对测量系统的下次评估?

17、30分析的目的分析的目的为了估计真实的测量系统在其常规使用（遵行下列步骤）偏差为了估计真实的测量系统在其常规使用（遵行下列步骤）偏差:1. 校准并验证量具在正常状态下2. 用常规量具测量工件.3 用实际的生产件.4. 选用有经验的测量者.5.在正常环境下执行分析.工作日的真实缩写工作日的真实缩写3123个测量者10个待测工件每一个测量者应测量所有工件2-3次使 用代表整个过程偏 差的工件随机性是非常重要的数据收集数据收集32作为作为Gourmet Ziti公司的质量检查员，你的第一份指定工作是保证Ziti 产品的总长度在规范限内。 为了达到这一目的 , 你必须完成量具重复性和再现性研究，以确保

18、你的量具能够进行相关测量。 ziti产品的规范是 45 +/- 5 mm.用记录表和所提供的测量工具 , 要求 2-3名Ziti 质量检验员测量重复测量样本2次(随机次序) ，记录测量结果。然后用Minitab做一个完整的量具重复性和再现性分析 。 准备好向全班同学展示准备好向全班同学展示!连续数据的量具重复性和再现性练习连续数据的量具重复性和再现性练习: 33连续变量测量系统分析连续变量测量系统分析测量 记 录日 期小组测量 设 备 Part #OperTrial1Trial2OperTrial1Trial2OperTrial1Trial21234567891034Part #OperLen

19、gth112131415161718191101122232425262728292102etc.etc.Minitab要求数据排成要求数据排成3 列列.堆积数据：把所有工件放在堆积数据：把所有工件放在1 列，列，所有测量者放在第所有测量者放在第2 列，测量结果列，测量结果放在第放在第3列列.这意味着如果这意味着如果 有有:10 工件工件2 个测量者个测量者2 次重复测量次重复测量则两列长度将有则两列长度将有40格工件编号将格工件编号将重复重复4 次。次。35可接受的范围可接受的范围%容差百分比容差百分比30%8%分辨指数分辨指数510%贡献百分比贡献百分比30%10%容差百分比容差百分比30

20、%10%利用利用Excel的方法判断的方法判断%贡献百分比贡献百分比7.7%2.0%ANOVA 法法不接受可疑接受不接受可疑接受不接受可疑接受如果手工计算如果手工计算.（不用不用Minitab)测量系统的偏差占容差的百分比 测量系统准确测量过程偏差的能力指数 显示测量系统检测产品偏差（过程偏移和改进）的能力测量系统的偏 差占偏 差的百分比.36 测量系统小结测量系统小结步骤步骤 I量具校准（验证量具校准（验证)步骤步骤 II试验并收集数据（检查抽样规则试验并收集数据（检查抽样规则）步骤步骤 III步骤步骤 IV分析解释结分析解释结果果STEP VI计划对测量系统的下次评计划对测量系统的下次评估

21、估你的长期量具计划是会么你的长期量具计划是会么？STEP V检查是否有不合适的测量单检查是否有不合适的测量单位位确认重复性再现性，测量者与工件关系及全部测量系统偏差相于总的确认重复性再现性，测量者与工件关系及全部测量系统偏差相于总的观察偏差的贡献百分比，容差百分比和分辨指数。观察偏差的贡献百分比，容差百分比和分辨指数。 用用Minitab评估数据评估数据 37逻辑数据的量具重复性和再现性分析逻辑数据的量具重复性和再现性分析: 基本概念基本概念将工件与规范限相比较将工件与规范限相比较，并判定通过并判定通过/不通过不通过 。逻辑数据的量具研究通常由逻辑数据的量具研究通常由2 - 3 个观测者测量个

22、观测者测量20 - 30个工件。个工件。如果所有的测量结果都一致，接受该测量系统如果所有的测量结果都一致，接受该测量系统，否则必须改进否则必须改进测量系统测量系统 。 好系统的标准是有效率得分好系统的标准是有效率得分 = 100% !39逻辑数据的量具重复性和再现性逻辑数据的量具重复性和再现性:一家小照明公司的客户服务经理Sally想知道客户退货的根本原因。 她知道所有LLC的外部缺陷都有一个编号，以便于公司内部进行分析。 用于退货的编号有: 111: 客户订货错误112: 发货错误113: 客户服务代表错误114: 销售员错误115: 运输商错误116: 生产错误Sally知道编号是由客户服

23、务中心和财务部定义的。另外, 每个相关的员工都可以得到编号的定义。为了消除主观性, 她需要验证编号系统 ，以确定编号分析的结果准确代表客户退货的根本原因。为了确定20种情况下的编码标准， Sally 请客户服务中心的3个资深经理给每一种情况编号。她选择了3 个客户服务代表来检验客户退货原因编号系统的重复性 ，这个实验在同一个星期的不同日期的不同时间进行3次。40逻辑变量逻辑变量 G R&R 结果结果-情况情况 1Reasons Quoted by the customer:Master CodeAppraiser 1Appraiser 2Appraiser 3Y/NSAMPLE12312312

24、3Agree?1Customer ordered wrong product111111111111111111111111111111Y2Customer Service Rep entered wrong product113113113113111113113113113113N3Customer Servie Rep entered wrong 113113113113113113113113113113Y4MDC picked the wrong product112112112112112112112112112112Y5Customer order the wrong quant

25、ity111111111111111113111111111111Y6MDC picked the wrong quantity112112112112112112112112112112Y7LLC shipped too much product to customer112112112112112113113112112112N8LLC has shipped a duplicate order to customer113113113113113113113113113113Y9Salesperson made an order entry error 11411411411411411

26、4114114114114Y10The address on the delivery documents was incorrect113113113113113113113113113113Y11The customer never ordered the goods in the first place113113113113113113113113113113Y12The goods were delivered to the wrong account114114114114114113114114114114N13The packaging on the lamps is diff

27、erent to the lamps inside116116116116116116116116116116Y14Customer claims that the order had been cancelled113113113113111111111113113113N15The goods have been delivered too late114114114114114114114114114114Y16The customer no longer needs the goods111111111111111111111111111111Y17The goods arrived

28、broken115115115115115115115115115115Y18The goods are defective116116116116115115115116116116N19The goods have been damaged in some fashion115115115115115115115115115115Y20The customer is unable to pay the invoice value111111111111111111111111111111YRepeatability100% Repeatability82% Repeatability100

29、% EffectivenessReproduciblity75%采取什么措施改进该测量系统的有效性？采取什么措施改进该测量系统的有效性？41Reasons Quoted by the customer:Master CodeAppraiser 1Appraiser 2Appraiser 3Y/NSAMPLE123123123Agree?1Customer ordered wrong product111111111111111111111111111111Y2Customer Service Rep entered wrong product11311311311311311311311311

30、3113Y3Customer Service Rep entered wrong 113113113113113113113113113113Y4MDC picked the wrong product112112112112112112112112112112Y5Customer order the wrong quantity111111111111111113111111111111Y6MDC picked the wrong quantity112112112112112112112112112112Y7LLC shipped too much product to customer1

31、12113112113112113113112112113N8LLC has shipped a duplicate order to customer113112113112112112113112113113N9Salesperson made an order entry error 114114114114114114114114114114Y10The address on the delivery documents was incorrect113113113113113113113113113113Y11The customer never ordered the goods

32、in the first place113113113113113113113113113113Y12The goods were delivered to the wrong account114114115114115115114115114114N13The packaging on the lamps is different to the lamps inside116116116116116116116116116116Y14Customer claims that the order had been cancelled113113113113113113113113113113

33、Y15The goods have been delivered too late114115114114115115114115115115N16The customer no longer needs the goods111111111111111111111111111111Y17The goods arrived broken115115115115115115115115115115Y18The goods are defective116116116116116116116116116116Y19The goods have been damaged in some fashio

34、n115115115115115115115115115115Y20The customer is unable to pay the invoice value111111111111111111111111111111YRepeatability90% Repeatability87% Repeatability90% EffectivenessReproduciblity80%逻辑变量逻辑变量G R&R 结果结果-情况情况 2采取什么措施改进该测量系统的有效性采取什么措施改进该测量系统的有效性?42逻辑变量逻辑变量G R&R 结果结果-情况情况 3采取什么措施改进该测量系统的有效性采取什

35、么措施改进该测量系统的有效性?Reasons Quoted by the customer:Master CodeAppraiser 1Appraiser 2Appraiser 3Y/NSAMPLE123123123Agree?1Customer ordered wrong product111111111111111111111111111111Y2Customer Service Rep entered wrong product113113113113113113113113113111N3Customer Service Rep entered wrong 11311311311311

36、3113113113113113Y4MDC picked the wrong product112112112112112112112112112112Y5Customer order the wrong quantity111111111111111113111111111111Y6MDC picked the wrong quantity112112112112112112112112112112Y7LLC shipped too much product to customer112113112113112113113112112113N8LLC has shipped a duplic

37、ate order to customer113112113112112112113112113113N9Salesperson made an order entry error 114114114114114114114114114114Y10The address on the delivery documents was incorrect113113113113113113113113113113Y11The customer never ordered the goods in the first place113113113113113113113113113113Y12The

38、goods were delivered to the wrong account114114114114114114114114114114Y13The packaging on the lamps is different to the lamps inside116116116116116116116116116116Y14Customer claims that the order had been cancelled113113113113113113113113113113Y15The goods have been delivered too late11411411411511

39、4114114114114114N16The customer no longer needs the goods111111111111111111111111111111Y17The goods arrived broken115115115115115115115115115115Y18The goods are defective116116116115115115115116116116N19The goods have been damaged in some fashion115115115115115115115115115115Y20The customer is unabl

40、e to pay the invoice value111111111111111111111111111111YRepeatability90% Repeatability87% Repeatability95% EffectivenessReproduciblity75%43Reasons Quoted by the customer:Master CodeAppraiser 1Appraiser 2Appraiser 3Y/NSAMPLE123123123 Agree?1Customer ordered wrong product11111111111111111111111111111

41、1 Y2Customer Service Rep entered wrong product113113113113113113113113113113 Y3Customer Servie Rep entered wrong 113113113113113113113113113113 Y4MDC picked the wrong product112112112112112112112112112112 Y5Customer order the wrong quantity111111111111111111111111111111 Y6MDC picked the wrong quanti

42、ty112112112112112112112112112112 Y7CSR entered wrong quantity to be shipped113113113113113113113113113113 Y8CSR entered double quantity to be shipped113113113113113113113113113113 Y9Salesperson made an order entry error 114114114114114114114114114114 Y10The address on the delivery documents was inco

43、rrect113113111113113113113113113113 Y11The customer never ordered the goods in the first place113113113113113113113113113113 Y12The goods were delivered to the wrong account114114114114114114114114114114 Y13The packaging on the lamps is different to the lamps inside116116116116116116116116116116 Y14

44、Customer claims that the order had been cancelled113113113113113113113113113113 Y15The goods have been delivered too late114114114114114114114114114114 Y16The customer no longer needs the goods111111111111111111111111111111 Y17The goods arrived broken115115115115115115115115115115 Y18The goods were

45、inoperative when the customer installed116116116116116116116116116116 Y19The goods have been damaged in some fashion115115115115115115115115115115 Y20The customer is unable to pay the invoice value111111111111111111111111111111 YRepeatabilityRepeatabilityRepeatability%AppraiserScore% EffectivenessRe

46、produciblity现在经过新定义和培训，该测量系统的有效率得分为现在经过新定义和培训，该测量系统的有效率得分为100% 而合格！而合格！Repeatability:Appraiser 1Appraiser 2Appraiser 360/60 = 100%60/60 = 100%60/60 = 100%20/20 = 100%Reproducibility:44逻辑数据量具重复性和再现性小结逻辑数据量具重复性和再现性小结 将工件与规范极限比较，在通过与不通过判断基础上决定将工件与规范极限比较，在通过与不通过判断基础上决定 是否接受工件。是否接受工件。 逻辑数据测量系统逻辑数据测量系统 研究

47、通常由研究通常由2-3个测量人员测试个测量人员测试20-30个个 工件来进行。工件来进行。 如果所有测试结论一致，那么此测量结果可接受，如果所有测试结论一致，那么此测量结果可接受， 反之需要改进。反之需要改进。 效率得分效率得分= 100% ,就是好系统就是好系统!45重复性重复性 (EV):量具本身带来的偏差。 再现性再现性 (AV):测量者的技巧引起的偏差。 工件之间的偏差：工件之间的偏差：测量过程中工件的实际偏差。贡献百分比：一种或一组偏差与观察到的总偏差的百分比。容差百分比：测量精度与工件容差的百分比“（也称精度对容差的比率-P/T 比率）分辨指数：测量系统能够精确测量的过程偏差的指数。EV - 设备偏差 AV - 测量者偏差术语术语:46Unit of measure*资料来源：TextLegendLegendLegendTextText+TextTextTextTextTitleTitleTextTextTextTextTextCAGR = xxxx TextText12345 47